第一篇:模电总结
半导体器件
半导体中有两种载流子:电子,空穴。
当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键就留下一个空位,这个空位就称为空穴。
影响半导体导电性的因素:外界热(温度)和光的作用或往纯净的半导体中掺入某些杂质。
本征半导体:完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在绝对0度(T=0K)和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为 0,相当于绝缘体。在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。
本征激发的特点:
① 两种载流子参与导电,自由电子数(n)=空穴数(p)② 外电场作用下产生电流,电流大小与载流子数目有关 ③ 导电能力随温度增加显著增加 杂质半导体(通过掺杂,提高导电能力)
N 型半导体:电子是多数载流子,空穴是少数载流子,但半导体呈中性,也称为(电子半导体)。(在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素,如磷形成)
P 型半导体:空穴是多数载流子,电子是少数载流子,但半导体呈中性,也称为(空穴半导体)。(在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素,如硼形成)
多子浓度主要取决于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
二极管:导通管的压降看做常值(硅0.7V,锗0.2V)或0V(理想二极管)。
特殊二极管——稳压管(工作在反向击穿区)
稳压原理:无论输入变化或负载变化,引起的电流变化都加于稳压管上,使输出电压稳定。双极性晶体管(BJT)
集电区:面积较大,基区:较薄,掺杂浓度低,发射区:掺杂浓度较高。要使三极管能放大电流,必须使发射结正偏,集电结反偏。双极性晶体管输出特性三个区域的特点: ① 放大区:发射结正偏,集电结反偏。② 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。③ 截止区: 发射结、集电结均反偏。
双极型三极管是电流控制器件,场效应管是电压控制器件。场效应管有两种: 结型场效应管JFET; 绝缘栅型场效应管MOS ① N沟道增强型 ② N 沟道耗尽型 ③ P 沟道增强型 ④ P 沟道耗尽型
耗尽型与增强型的区别在与UGS=0时是否有导电沟道。
耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道,加反向电压才能夹断。
基本放大电路
输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大,从其前级取得的电流越小,对前级的影响越小。即:ri越大,Ii 就越小,ui就越接近uS。一般总是希望得到较大的的输入电阻。
非线性失真:饱和失真,截止失真。避免非线性失真,要合理设置静态工作点。
射极输出器(共集电极电路):
① 输入输出同相,输出电压跟随输入电压,故称电压跟随器。② 射极输出器输入电阻较大,作为前一级的负载,对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。
③ 输出电阻很小,带负载能力强。(所谓带负载能力强,是指当负载变化时,放大倍数基本不变。)
④ 射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻;接在末级可减小输出电阻;接在中间级可起匹配作用,从而改善放大电路的性能。
放大电路中的负反馈
负反馈的作用:
稳定静态工作点;稳定放大倍数;提高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。
负反馈的类型
反馈:把输出回路的电量(电压或电流)馈送到输入回路的过程。根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压反馈和电流反馈。
电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。可以稳定输出电压、减小输出电阻。
电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。可以稳定输出电流、增大输出电阻。
根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
串联反馈:反馈信号与输入信号串联,即反馈电压信号与输入信号电压比较。串联反馈使电路的输入电阻增大。
并联反馈:反馈信号与输入信号并联,即反馈信号电流与输入信号电流比较。并联反馈使电路的输入电阻减小。交流反馈:反馈只对交流信号起作用。直流反馈:反馈只对直流起作用。判断负反馈的方法——瞬时极性法
电压、电流反馈——将放大电路的输出端短路,如果这时反馈信号为0,则是电压反馈,反之,如果反馈信号依然存在,则为电流反馈。串联、并联反馈——串联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系; 并联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电 极,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。
差动放大器与集成运算放大器
差模信号与共模信号的概念:
差模信号是指在两个输入端加上幅度相等,极性相反的信号; 共模信号是指在两个输入端加上幅度相等,极性相同的信号。差分放大电路放大差模信号抑制共模信号。
差分放大器可抑制零点漂移,且共模抑制比越大,抑制零漂能力越强。
集成运放要求:
① 对输入级的要求:尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。
② 对中间级的要求:足够大的电压放大倍数。
③ 对输出级的要求:主要提高带负载能力,给出足够的输出电流io。即输出阻抗 ro小。运放工作在线性区的特点:虚短,虚断
确定运放工作区的方法:判断电路中有无负反馈。
若有负反馈,则运放工作在线性区;
若无负反馈,或有正反馈,则运放工作在非线性区。处于非线性状态运放的特点: 1.虚短路不成立。
2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。
非线性处理器:(由运放组成的电路处于非线性状态,输出与输入的关系 uo=f(ui)是非线性函数):限幅器,电压比较器,迟滞比较器 线性处理器:信号的运算电路(同向反向比例运算电路,加减运算电路等)
自激振荡:正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出。自激振荡条件:(1)振幅条件:|AF|
1(2)相位条件:AF2n
功率放大电路
甲类:在整个周期IC≥0导通角3600η高=50% 乙类:在半个周期IC≥0导通角1800η高=78.5% 甲乙类:在大半个周期IC≥0导通角1800<θ<3600 放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。
交越失真:输入信号 ui在过零前后,输出信号出现的失真便为交越失真。
乙类放大存在交越失真。
直流稳压电源
直流稳压电源的组成:
① 电源变压器: 将交流电网电压变为合适的交流电压。② 整流电路: 将交流电压变为脉动的直流电压。
③ 滤波电路: 将脉动直流电压转变为平滑的直流电压。
④ 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压的稳定。
整流电路的任务:把交流电压转变为直流脉动的电压。(常见的整流电路有有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。)
第二篇:模电总结
模电总结
三极管仿真电路
场效应管方正电路
场效应管 说明了 栅极(G)上电流为0 漏极(D)上电流也很小 源极(S)上电流更小
场效应管的作用
1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。
2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开
单管共射放大电路
1、输入信号和输出信号反相;
2、有较大的电流和电压增益;
3、一般用作放大电路的中间级。
4、共射极放大器的集电极跟零电位点之间是输出端,接负载电阻
共集电极放大电路
共集放大电路又叫射极跟随器,这种放大电路的放大倍数接近1,就是说,该放大电路的输出跟输入信号相同,即输出信号随输入信号的变化发生相同的变化,具有“跟随”的作用。
它具有输入电阻大(索取信号能量的能力大),输出电阻小(给予负载信号能量的能力大)的特点,可以做多级放大器的中间级,即缓冲级
共基极放大电路
1、输入信号与输出信号同相;
2、电压增益高;
3、电流增益低(≤1);
4、功率增益高;
5、适用于高频电路。
共基极放大电路的输入阻抗很小,会使输入信号严重衰减,不适合作为电压放大器。但它的频宽很大,因此通常用来做宽频或高频放大器。在某些场合,共基极放大电路也可以作为“电流缓冲器”(Current Buffer)使用。
RC高通电路
差分放大电路
差分放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力,对差模信号却没有多大的影响,因此差分放大电路一般做集成运算的输入级和中间级,可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响,如温度噪声等。你可以去找一些集成电路看一下,第一级基本上都是差分放大。
第三篇:模电总结
本学期对模电的学习,基本类似大一第二学期的电路课程的学习,从器件拓展到电路,从小信号再到大信号,先基础后应用的顺序逐步展开。以下,我也将从这几方面对本学期的模电进行大致总结以了解本人该学期对模电的掌握情况。
一、器件
在第一章常用半导体器件当中,我们首先介绍的模电主角晶体管场效应管的组成材质半导体以及有p型半导体以及n型半导体组成的pn结。随后我们介绍了pn结的应用,半导体二极管,半导体二极管中还包含了稳压管、发光二极管几种特殊类型。在半极管的基础上,我们引出了本学期模电的主角晶体管场效应管。
二、电路
在掌握了器件特性的基础上,我们对模电的学习拓展到了电路。1.基本放大电路:
共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路、以及共源、共漏、共栅。其中共射电路对应共源电路、共集电路对应共漏电路、共基电路对应共栅电路。共射电路:输入电阻输出电阻都比较居中、输入信号与输出信号反向。
共集电路:输入电阻很大、输入电阻很小,输入输出同相,不能放大电压但能放大电流放大倍数接近1。
共基电路:输入电阻很小、输出电阻很大,输入输出同相,不能放大电流但能放大电压。2.多级放大电路
实际应用中,常对放大电路性能提出多方面要去,一些是基本放大电路无法实现的。在基本放大电路的基础上,我们学习了由多个基本放大电路连接组成的多级放大电路。各级基本放大电路的连接方式不同,包括直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。
阻容耦合电路:不能放大变化缓慢的信号,在信号频率高、输出功率大的情况下才会使用 3.差动放大电路
作用:减小温漂,常用作集成运放的输入端。4.反馈电路
当反馈采样点接在输入点则可判断为电压反馈,否则则是电流反馈。当反馈输入端接在输入信号端则是并联负反馈,否则则是串联反馈。
负反馈类型: 电压串联负反馈 电流串联负反馈 电压并联负反馈 电流并联负反馈
5.基本运算电路
同相加法器:信号输入接正信号
差分放大器:两个输入信号一个接正一个接负,其正输入端还需要有等大电阻接地。积分电路 微分电路
6、稳压电路: 桥式整流 调整管 串联型稳压电路
三、应用
1、有源滤波器:有源低通、有源高通、有源带通、有源带阻
2、振荡器:RC桥式正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路。LC又包括电感三点式、电容三点式、变压器式
3、电压比较器:过零电压比较器、带Uref的简单单限电压比较器、滞会电压比较器、窗口电压比较器
第四篇:模电知识点总结
第一章 绪论
1.掌握放大电路的主要性能指标:输入电阻,输出电阻,增益,频率响应,非线性失真 2.根据增益,放大电路有那些分类:电压放大,电流放大,互阻放大,互导放大 第二章 预算放大器
1.集成运放适合于放大差模信号
2.判断集成运放2个输入端虚短虚断 如:在运算电路中,集成运放的反相输入端是否均为虚地。3.运放组成的运算电路一般均引入负反馈
4.当集成运放工作在非线性区时,输出电压不是高电平,就是低电平。5.根据输入输出表达式判断电路种类
同相:两输入端电压大小接近相等,相位相等。
反相:虚地。
第三章 二极管及其基本电路
1.二极管最主要的特征:单向导电性
2.半导体二极管按其结构的不同,分为面接触型和点接触型 3.面接触型用于整流。点接触型用于高频电路和数字电路
4.杂质半导体中少数载流子浓度只与温度有关 5.掺杂半导体中多数载流子主要来源于掺杂
6.在常温下硅二极管的开启电压为0.5伏,锗二极管的开启电压为0.1伏 7.硅二极管管压降0.7伏,锗二极管管压降0.2伏 8.PN结的电容效应是势垒电容,扩散电容
9.PN结加电压时,空间电荷区的变化情况
正向电压:外电场将多数载流子推向空间电荷区,使其变窄,削弱内电场,扩散加剧 反向电压:外电场使空间电荷区变宽,加强内电场,阻止扩散运动进行 10.当PN结处于正向偏置时,扩散电容大.当PN结反向偏置时,势垒电容大 11.稳压二极管稳压时,工作在反向击穿区.发光二极管发光时,工作在正向导通区 12.稳压管称为齐纳二极管
13.光电二极管是将光信号转换为电信号的器件,它在PN结反向偏置状态下运行,反向电压下进行,反向电流随光照强度的增加而上升
14.如何用万用表测量二极管的阴阳极和判断二极管的质量优劣?用万用表的欧姆档测量二极管的电阻,记录下数值,然后交换表笔在测量一次,记录下来.两个结果,应一大一小,读数小的那次,黑表笔接的是阳极,红表笔接的是阴极.这个读数相差越多,二极管的质量越好.当两个读数都趋于无穷大时,二极管断路.当两个读数都趋于零时,二极管短路 第四章 双极结型三极管及放大电路
1.半导体三极管又称双极结型三极管,简称BJT是放大器的核心器件 2.采用微变等效电路求放大电路在小信号运用时,动态特性参数 3.晶体三极管可以工作在: 放大区,发射结正偏,集电极反偏 饱和区,发射结集电极正偏 截止区,发射结集电极反偏 4.NPN,PNP,硅锗管的判断
5.工作在放大区的三极管,若当Ib以12A增大到22A时,Ic从1mA变为2mA,约为100 6.直流偏置电路的作用是给放大电路设置一个合适的静态工作点,若工作点选的太高——饱和失真。选得太低——截止失真 7.顶部削平——截止失真。底部削平——饱和失真
8.共集电极放大电路,电压增益小于1而接近于1,输出电压与输入电压同相,输入电阻高,输出电阻低,起阻抗变换的作用——缓冲级,输入级,输出级,有电压跟随作用 9.共射级放大电路的电压和电流增益都大于1,输入电阻在三中组态中,输出电阻与集电极电阻有关,作为中间级 10.共基极放大电路只有电压放大作用,没有电流放大作用,有电流跟随作用,输入电阻小,输出电阻与集电极电阻有关。高频特性好,常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合,集成电路兼有点位移动的功能
11.共射—共集:总的电压增益是多级电压增益乘积,要考虑级间互相影响 12.共集—共集:复合管电流放大系数等于各组成管电流放大系数乘积 13.放大电路需加合适的直流电源才能工作 14.影响放大器工作点的主要因素是温度 15.电压放大倍数空载是指RL=
16.为增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用共射放大电路 17.带负载能力强的放大器一定是输出电阻低 18.射级跟随器是共集电极放大电路
19.双极型三极管是电流控制器件,工作在放大区时,发射结正偏,发射结正偏,集电结反偏 20.场效管是电压控制器件 21.各级放大电路增益关系
22.获得输入电压中的低频信号,选用低通滤波电路
23.已知输入信号12KHz-14KHz,为防止干扰信号混入,选用带通滤波电路
24.为使滤波电路的输出电阻足够小,保证负载电阻变化时,滤波特性不变,选用有源滤波电路 第五章 场效应管放大电路
1.场效管本质上是一个电压控制电流源器件
2.在大规模集成电路的制造中,更多采用的是MOS工艺集成电路,而不是双极型集成电路 3.场效应管的类型:金属—氧化物—半导体场效管,结型场效管 4.场效管的输出特性分为几个区:可变电阻区,饱和区,截止区 5.场效管工作在饱和区
6.对MOS管中的漏极和源级接入电路能对调使用
7.增强型与耗尽型差别:VDS=0时,增强型无沟道,耗尽型有沟道 8.栅极电流受参数控制:VGS 第六章 模拟集成电路
1.镜像电流源电路——毫安级。微电流源电路——微安级 2.典型差动放大电路的公共射级电阻Re,对共模信号有抑制作用
3.在差动式放大电路中,差模输入信号等于两个输入端信号的差,共模输入信号等于两个输入信号的算术平均值
4.差模信号和共模信号一般是用电压信号来描述的。两输入电压之差称为差模电压。两输出电压的算术平均值称为共模电压 5.差动放大器对共模信号具有较强的抑制作用,真正要放大的是差模信号
6.通用型集成运放的输入级一般采用差分式放大电路,主要目的是抑制零点漂移 第七章 反馈放大电路
1.对于放大电路,开环指无反馈通路,闭环指有反馈通路 2.直流负反馈的作用:稳定静态工作点 3.负反馈四种组态及其特点
电压串并负反馈——稳定电压
电流串并负反馈——稳定电流
4.并联反馈——减小输入电阻。串联反馈——增大输入电阻
5.在深度负反馈时,闭环增益与开环增益无关
6.使净输入信号量比没有引入反馈时减小了,称这种反馈为负反馈。
性能影响:
1.闭环增益下降 2.提高增益的稳定性 3.减小非线性失真 4.抑制反馈环内噪声 第八章 功率放大电路
1.功放的分类:甲类,乙类,甲乙类 2.每种运放的特点
第九章 信号处理与信号产生电路 1.振荡条件和起振条件
2.RC桥式振荡电路的振荡频率 第十章 直流稳压电源 1.直流稳压电源电路组成
2.常用滤波器:电容滤波器,电感滤波器,形滤波器 3.接线对调,极性不会相反
4.三端集成稳压器定义:最简单的集成稳压电源只有输入、输出、公共引出端,故称为三端集成稳压器 5.具有放大环节的稳压电路中,电源调整工作在放大状态。在开关电源中,调整管工作在开关状态
第五篇:模电实验总结
模电实验总结
本学期的模电实验一共有十个.1,常用电子仪器的使用.2,单级共射放大电路.3,共射-共集放大电路.4,负反馈放大电路.5,差分放大电路.6,集成运放电路的参数的测试.7,基本运算电路.8,有源滤波器.9,功率放大器.10,串联稳压电路.实验中,我学会了示波器,信号发生器,毫伏表等仪器的使用方法.也见到了理论课上学过的三极管,运放等元件的实际模样,结合不同的电路图进行了实验.学过的理论在付诸实践的时候,对理论的本身有更具体的了解,各种实验的方法虽然不难,但为以后的实验打下了良好的基础.一学期的实验让我发现,理论和实践有很大的区别.预习也是很有必要的.一旦对整个实验有了概括的了解,对理论也有掌握,那实验起来就会轻车熟路,而如果没有做好预习工作,就会在实验中问东问西,影响实验的进度.由于本人对模电的理论了解不够,导致在做实验的过程中很吃力,但经过一学期的实验,我对模电的理论部分也有了很大的进步.我也学会了很多其他的东西,比如实验前要检查仪器和各元件是否损坏;各导线是否损坏,实验前示波器要自检,各仪器的量程要设置合适,注意各测量仪器的测量数据的差别,应选择精确度高的仪器测量等等.当然我们学到还有团队合作,怎样像他人学习,怎么发挥团队的力量.相信这会对我们以后的工作产生很大的影响.对实验的建议,老师可以先告诉我们哪几台仪器是否损坏,避免我们浪费不必要的时间。还有老师可以教我们怎样识别仪器的好坏。怎样提高实验的精度,怎样减小误差等等。